CN1925204A - 一种锂离子电池电芯老化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锂离子电池电芯老化方法,包括如下步骤:充电步骤,给电芯充电,使其电压升高至初始电芯电压4.0~4.2伏;放置步骤,将电芯在预定的老化处理温度环境下放置处理。所述放置处理时间为1~4周,优选为2~3周,最佳为2周。所述老化处理温度为20~30℃,优选为25℃。所述初始电芯电压优选为4.1~4.2伏,最佳为4.2伏。本发明将初始电芯电压设在4.0伏以上,在电芯老化时,内部有微短路的电芯的电压下降更明显,更易挑出低电压电芯;老化处理时间设置在2周左右,内部有微短路的电芯自放电时间更长,电压下降更明显,也更易挑出低电压电芯;老化时温度为20~30℃,接近室温,节省了能源,生产成本低。

Description

一种锂离子电池电芯老化方法
【技术领域】
本发明涉及一种锂离子电池的制备方法,尤其是指锂离子电池电芯老化方法。
【背景技术】
近年来,电脑、通讯电子产品以及消费性电子产品的功能越来越强,而其外形尺寸要求越来越小、质量越来越轻,所以,高容量、小尺寸的电池产品受到欢迎。特别是锂离子电池,其具有容量大、能量密度高、电压高等特点,在移动电话、笔记本电脑、数码相机等产品的市场占有率不断上升。
锂离子电池是以锂钴氧化物(LiCoO2)、锂镍氧化物(LiNiO2)或锂锰氧化物(LiMn2O4)等为正极活性材料,以锂金属、锂合金或碳材料为负极活性材料。其电解液可以使用液态有机电解液或固态凝胶电解液,后者又称为锂聚合物电池(Lithium Polymer Battery),目前常用的为液态电解液。锂离子电池使用的液态电解液是有机非水溶液,如碳酸乙烯酯(Ethylene Carbonate,EC)、碳酸二乙酯(Diethyl Carbonate,DEC)的混合物为溶剂,以锂盐(如LiPF6)为溶质,并添加少量添加剂组成。
锂离子电池生产工艺一般包括以下步骤:正负极配料→正负极涂布→正负极制片→电芯组装→激光焊接→注液与预充→老化→检测分容→包装出货。其中的老化步骤的主要目的是稳定电芯的电压,方便挑出低电压电芯。低电压电芯一般在其电芯内部有微短路,具有爆炸的潜在危险,一旦流入市场后果严重。在老化处理过程中,一些内部有微短路的电芯的电压下降比较快,老化完成后,进行电芯电压检测,即可方便地将这些低电压的电池挑出。目前通常采用的老化方法是:将电芯电压充电至3.92伏左右,然后在33℃环境下放置7天。采用此种老化方法对电芯进行老化,存在着电芯电压下降不明显,低电压电芯不易挑出的缺点。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是:提供一种锂离子电池电芯老化方法,其能使内部有微短路的电芯电压下降更明显,而有利于方便挑选出低电压电芯。
本发明进一步所要解决的技术问题是:提供一种锂离子电池电芯老化方法,其能有效节约能源,降低生产成本。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:提供一种锂离子电池电芯老化方法,包括如下步骤:
充电步骤,给电芯充电,使其电压升高至初始电芯电压4.0~4.2伏;
放置步骤,将电芯在预定的老化处理温度环境下放置处理。
上述技术方案的进一步改进在于:所述放置处理时间为1~4周,优选为2~3周,最佳为2周。
上述技术方案的进一步改进在于:所述老化处理温度为20~30℃,优选为25℃。
上述技术方案的进一步改进在于:所述初始电芯电压优选为4.1~4.2伏,最佳为4.2伏。
由于采用上述技术方案,本发明具有如下有益效果:
1、初始电芯电压在4.0伏以上,与惯常的3.92伏相比,在电芯老化时,内部有微短路的电芯的电压下降更加明显,从而在后续的检测步骤中更容易挑选出低电压电芯;
2、老化处理时间设置在2周左右,比惯常的老化时间要长,内部有微短路的电芯自放电时间更长,与正常的电芯相比,内部微短路电芯电压下降更明显,从而也更容易挑选出低电压电芯;
3、老化时环境温度为20~30℃左右,与惯常的老化处理温度相比要低,接近室温,节省了能源,降低了生产成本。
【具体实施方式】
本发明提供一种锂离子电池电芯老化方法,其主要包括如下步骤:
充电步骤,给电芯充电,使其电压升高至初始电芯电压;
放置步骤,将电芯在预定的老化处理温度环境下放置处理。
其中,初始电芯电压为4.0~4.2伏,优选为4.1~4.2伏,最佳为优选4.2伏;
老化处理温度为20~40℃,优选25~30℃,最佳为25℃;
放置处理的时间为1~4周,优选2~3周,特别优选2周。
之所以将初始电芯电压设定为4.0-4.2伏是因为:当电压过低(<4.0伏)时,电芯在短时间内下降不明显,需要较长的老化时间;当电芯电压过高(>4.2伏)时,超过锂离子电池安全电压,存在安全隐患。
老化时温度设为20~40℃是因为:温度过低(<20℃)时,电芯老化不完全,电芯电压下降不明显,不能很好地将低电压电芯挑出;而当温度过高(>40℃)时,电池加快老化,容易损坏电池内部结构。
老化处理时间设为1~4周是因为:当老化处理时间过短(<1周)时,电芯老化不完全,与正常的电芯相比,内部有微短路的电芯的电压下降不明显,不利于在后续的检测步骤中有效地将内部有微短路的电芯挑出;而当老化时间过长(>4周)时,虽能很好地分选出电芯内部有微短路的电芯,但由于老化时间过长,电芯的生产周期过长,导致经济效益下降。
下面通过具体实施例对本发明作详细的描述,并结合对比例来了解本发明的有效效果。以下各实施例只是用来更好的帮助理解本发明而不限制本发明。
实施例1
老化开始时初始电芯电压4.1伏,老化温度30℃,老化时间3周。
任意挑选同一批500个053450A未老化的铝壳锂离子电芯,将电芯预充电压至4.1伏;再将电芯置于老化房中,设置环境温度为30℃;老化3周后进行电压检测,检测发现低电压电芯13个,低电压电芯率2.6%。
实施例2
老化开始时初始电芯电压4.2伏,老化温度20℃,老化时间1周。
任意挑选一批500个053450A未老化的铝壳锂离子电芯,将电芯预充电压至4.2伏;再将电芯置于老化房中,设置环境温度为20℃老化1周后进行电压检测,检测发现低电压电芯13个,低电压电芯率2.6%。
实施例3
老化开始时初始电芯电压4.1伏,老化温度30℃,老化时间4周。
任意挑选500个一批053450A未老化的铝壳锂离子电芯,将电芯预充电压至4.2伏;再将电芯置于老化房中,设置环境温度为20℃;老化1周后进行电压检测,检测发现低电压电芯14个,低电压电芯率2.8%。
实施例4
老化开始时初始电芯电压4.2伏,老化温度25℃,老化时间2周。
任意挑选500个一批053450A未老化的铝壳锂离子电芯,将电芯预充电压至4.2伏;再将电芯置于老化房中,设置环境温度为25℃;老化2周后进行电压检测,检测发现低电压电芯13个,低电压电芯率2.6%。
实施例5
老化开始时初始电芯电压4.0伏,老化温度20℃,老化时间4周。
任意挑选500个一批053450A未老化的铝壳锂离子电芯,将电芯预充电压至4.0伏;再将电芯置于老化房中,设置环境温度为20℃;老化1周后进行电压检测,检测发现低电压电芯14个,低电压电芯率2.8%。
对比例1
任意挑选500个一批053450A未老化的铝壳锂离子电芯,将电芯预充电压至3.88伏;再将电芯置于老化房中,设置环境温度为33℃;老化1周后进行电压检测,检测发现低电压电芯8个,低电压电芯率1.6%。
对比例2
任意挑选500个一批053450A未老化的铝壳锂离子电芯,将电芯预充电压至3.0伏;将电芯置于老化房中,设置环境温度为33℃;老化1周后进行电压检测,检测发现低电压电芯5个,低电压电芯率1.0%。
对比例3
任意挑选500个一批053450A未老化的铝壳锂离子电芯,将电芯预充电压至3.92伏;将电芯置于老化房中,设置环境温度为33℃;老化1周后进行电压检测,检测发现低电压电芯9个,低电压电芯率1.8%。
通过对比,不难发现,采用本发明的电芯老化方法来老化电芯后,低电压电芯检测率一般在2.6%左右,而采用对比例中的老化方法老化电芯后,低电压电芯检测率一般在1.8%以下。因为对比例中的电芯和采用本发明方法老化的电芯为同一批电芯,低电压电芯率应该相当,而经不同的老化方法处理后,低电压电芯检测率却相差较大,采用对比例中的老化方法来老化电芯,不利于有效地检测出低电压电芯,使部分低电压电芯流入市场,造成安全隐患,采用本发明的老化方法能有效的避免这一安全隐患。

Claims (8)

1、一种锂离子电池电芯老化方法,其包括如下步骤:
充电步骤,给电芯充电,使其电压升高至初始电芯电压;
放置步骤,将电芯在预定的老化处理温度环境下放置处理;
其特征在于:该初始电芯电压为4.0~4.2伏。
2、如权利要求1所述的一种锂离子电池电芯老化方法,其特征在于:该放置处理时间为1~4周。
3、如权利要求1或2所述的一种锂离子电池电芯老化方法,其特征在于:该放置处理时间为2~3周。
4、如权利要求3所述的一种锂离子电池电芯老化方法,其特征在于:该放置处理时间为2周。
5、如权利要求1或2所述的一种锂离子电池电芯老化方法,其特征在于:该老化处理温度为20~30℃。
6、如权利要求5所述的一种锂离子电池电芯老化方法,其特征在于:该老化处理温度为25℃。
7、如权利要求1或2所述的一种锂离子电池电芯老化方法,其特征在于:该初始电芯电压为4.1~4.2伏。
8、如权利要求7所述的一种锂离子电池电芯老化方法,其特征在于:该初始电芯电压为4.2伏。
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